高考物理复习课件：法拉第电磁感应定律.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,一,【,考情报告,】,二,【,思维诊断,】,三,【,小题慢练,】,四,【,典例剖析,】,典1,典2,典3,考点1,考点2,考点3,加固,变式,第,2,讲,法拉第电磁感应定律自感现象,典4,一,【,考情报告,】,考纲,考情,三年,6,考高考指数：,1.,法拉第电磁感应定律,2.,自感、涡流,二,【,思维诊断,】,【,思维诊断,】,(1),磁通量变化越大,产生的感应电动势也越大。,(,),(2),磁通量变化越快,产生的感应电动势就越大。,(,),(3),磁通量的变化率描述的是磁通量变化的快慢。,(,),(4),感应电动势的大小与线圈的匝数无关。,(,),(5),线圈中的自感电动势越大,自感系数就越大。,(,),(6),磁场相对导体棒运动时,导体棒中也能产生感应电动势。,(,),三,【,小题慢练,】,1.,如图所示,匀强磁场方向垂直于纸面向下,导体棒,ab,匀速向右切割磁感线运动时,导体棒相当于电源,a,、,b,两点的电势为,a,、,b,则下列说法正确的是,(,),A.,a,b,a,为电源正极,B.,a,b,b,为电源正极,C.,a,b,a,为电源正极,D.,a,b,b,为电源正极,2.,如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度,B,的大小随时间变化而变化。下列说法中正确的是,(,),A.,当,B,增大时,线框中的感应电流一定增大,B.,当,B,增大时,线框中的感应电流一定减小,C.,当,B,减小时,线框中的感应电流一定减小,D.,当,B,减小时,线框中的感应电流可能不变,3.,如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒,ab,以水平初速度,v,0,抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是,(,),A.,越来越大,B.,越来越小,C.,保持不变,D.,无法判断,4.,如图所示的电路中,电阻,R,和自感线圈,L,的阻值相等,L,A,、,L,B,是完全相同的灯泡,当开关,S,闭合时,下面叙述的情况中正确的是,(,),A.L,A,灯比,L,B,灯先亮,B.L,B,灯比,L,A,灯先亮,C.L,A,、,L,B,灯同时亮,D.L,A,、,L,B,灯同时慢慢亮,考点,1,法拉第电磁感应定律的理解和应用,1.,决定因素：感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率 和线圈匝数共同决定,而与磁通量,、磁通量的,变化量,的大小没有必然联系,为单匝线圈产生的感应电动势大小。,2.,适用范围：法拉第电磁感应定律适用于任何情况下感应电动势的计算,但在中学物理中一般用来计算某段时间内的平均电动势。若所取时间极短,即,t,趋近于零时,所求感应电动势为该时刻的瞬时感应电动势。,3.,两种常见情况：,(1),回路与磁场垂直的面积,S,不变,磁感应强度发生变化,则,=BS,E=n S,。,(2),磁感应强度,B,不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则,=BS,E=nB,。,【,典例,1】,(,多选,),如图甲所示,一个阻值为,R,匝数为,n,的圆形金属线圈与阻值为,2R,的电阻,R,1,连接成闭合回路。线圈的半径为,r,1,在线圈中半径为,r,2,的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度,B,随时间,t,变化的关系图线如图乙所示。图线与纵、横轴的截距分别为,B,0,和,t,0,导线的电阻不计。则,0,至,t,1,时间内,(,),A.,电流的方向为由,a,到,b,B.,电流的大小为,C.,通过电阻,R,1,的电量为,D.,电阻,R,1,上产生的热量为,【,解题探究,】,(1),磁场分布在半径为,_,的圆形区域内,面积大小,S=_,。,(2),磁感应强度的变化规律是,B=_,即,|=_,。,r,2,r,2,2,易错提醒,总结提升,加固,变式1,变式2,【,易错提醒,】,解答本题时容易出现的错误：,(1),计算磁通量时,误用线圈面积,S=r,1,2,。,(2),不会借助数学知识求得,(3),计算电量时不会用公式,q=It,求解。,应用法拉第电磁感应定律的三点注意,为单匝线圈产生的感应电动势大小,若线圈有,n,匝,相当于,n,个相同的电动势串联,因此整个线圈中电动势为,E=n,。,(2),为穿过某线圈的磁通量变化率,在,-t,图像中为某点切线的斜率,需要注意穿过线圈的磁通量正向减小和反向增加,感应电动势方向相同。,(3),在,E=n S,的情况下,要注意,S,为线圈在磁场中的有效面积。,【,总结提升,】,【,加固训练,】,(,多选,)(,拓展延伸,),在,【,典例,1】,中,若乙图变为如图所示,则在,t,0,2t,0,时间内与,0,t,0,时间相比较,下列说法正确的有,(,),A.,感应电动势大小相等,B.,感应电流的方向不相同,C.,通过,R,1,的电量相等,D.R,1,上产生的热量不相等,【,变式,1】,1.,如图所示,用两根相同的导线绕成匝数分别为,n,1,和,n,2,的圆形闭合线圈,A,和,B,两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时,两线圈中的感应电流之比,I,A,I,B,为,(,),2,.(2014,江苏高考,),如图所示,一正方形线圈的匝数为,n,边长为,a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场,中。在,t,时间内,磁感应强度的方向不变,大小由,B,均,匀地增大到,2B,。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为,(,),考点,2,导体切割磁感线产生感应电动势的计算,1.,对,E=B,l,v,中各物理量的理解：,(1),磁感应强度,B,：,E=B,l,v,主要适用于导体棒在匀强磁场中切割磁感线运动,且,B,、,l,、,v,三者相互垂直时,产生感应电动势的计算。,(2),导体运动速度,v,：导体棒垂直切割磁感线的速度,即,vB,。若,B,与,v,不垂直,需将,B,或,v,分解。,(3),有效切割长度,l,：导体平动切割磁感线的有效长度,即导体两端点在垂直,v,方向上的投影长度。如图所示,棒的有效长度均为,a,、,b,间的距离。,2.,速度的相对性：,E=B,l,v,中的速度,v,是导体棒相对于磁场的速度。若磁场也运动,应注意速度间的相对关系。,3.,导体匀速转动：导体棒绕一端在匀强磁场中转动切割磁感线产生的感应电动势为,【,典例,2】,(,多选,),半径为,a,右端开小口的导体圆环和长为,2a,的导体直杆,单位长度电阻均为,R,0,。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为,B,。杆在圆环上以速度,v,平行于直径,CD,向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心,O,开始,杆的位置由,确定,如图所示。则,(,),A.=0,时,杆产生的电动势为,2Bav,B.=,时,杆产生的电动势为,Bav,C.=0,时,杆受的安培力大小为,D.=,时,杆受的安培力大小为,【解题探究】,(1)导体杆在运动过程中的有效长度为l=_。,(2)如何计算导体杆所受的安培力,提示：先计算出感应电动势和感应电流,由F=BIl计算安培力。,2acos,【,典例,3】,(,2014,浙江高考,),某同学设计了一个发电测速装置,工作原理如图所示。一个半径为,R=0.1m,的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为,R,的金属棒,OA,A,端与导轨接触良好,O,端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为,r=,的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为,m=0.5kg,的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度,B=0.5T,。,a,点与导轨相连,b,点通过电刷与,O,端相连。测量,a,、,b,两点间的电势差,U,可算得铝块速度。铝块由静止释放,下落,h=0.3m,时,测得,U=0.15V,。,(,细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度,g,取,10m/s,2,),(1)测U时,与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”,(2)求此时铝块的速度大小。,(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。,【,破题关健,】,关键信息,思考方向,圆盘和金属棒能随转轴一起转动,二者角速度相等,半径为,r=,的圆盘,两圆边缘的线速度关系为,v=v,A,【,加固训练,】,(,多选,),如图所示,边长为,L,、总电阻为,R,的正方形线框,abcd,放置在光滑水平桌面上,其,bc,边紧靠磁感应强度为,B,、宽度为,2L,、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘。现使线框以初速度,v,0,匀加速通过磁场,下列图线中能定性反映线框从开始进入到完全离开磁场的过程中,线框中的感应电流,(,以逆时针方向为正,),的变化的是,(,),通电自感,断电自感,电路图,考点,3,通电自感和断电自感,通电自感与断电自感的比较：,通电自感,断电自感,器材规格,A,1,、,A,2,同规格,R=R,L,L,较大,L,很大,(,有铁芯,),R,L,I,A,会使得流过,A,灯的电流突然增大,从而使,A,灯闪亮一下后渐渐熄灭,能量转化,电能转化为磁场能,磁场能转化为电能,【,典例,4】,某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈,L,、小灯泡,A,、开关,S,和电池组,E,用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后,闭合开关,S,小灯泡发光,;,再断开开关,S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是,(,),A.,电源的内阻较大,B.,小灯泡电阻偏大,C.,线圈电阻偏大,D.,线圈的自感系数较大,【解题探究】,(1)断开S时小灯泡有延时熄灭现象,此时是谁给小灯泡供电,提示：线圈L相当于电源,给小灯泡供电。,(2)要使小灯泡出现闪亮现象,对L提供的电流有何要求,提示：要求ILIA。,(3)未出现闪亮的原因是什么,提示：不满足ILIA,即线圈电阻偏大。,【,变式训练,】,(2015,无锡模拟,),如图所示,L,为自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D,1,、,D,2,、,D,3,为三个完全相同的灯泡,E,为内阻不计的电源,在,t=0,时刻闭合开关,S,当电路稳定后,D,1,、,D,2,两灯的电流分别为,I,1,、,I,2,。当时刻为,t,1,时断开开关,S,若规定电路稳定时流过,D,1,、,D,2,的电流方向为电流的正方向,则下图能正确定性描述电灯电流,i,与时间,t,关系的是,(,),